生物学教学中形象思维能力的培养,本文主要内容关键词为:生物学论文,思维能力论文,形象论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
形象思维是人类主要的思维方式之一。即使是抽象思维非常强的学科,如数学也离不开形象思维。生物学是一门研究生命现象和活动规律的科学,它研究的对象是活生生的有机体,具有鲜明生动的形象。因此,在生物学教学中,培养学生的形象思维更具有特殊的意义。
1 什么是形象思维
形象思维中所指的形象是反映于大脑中客体的表象(或称映象),这种表象可用物化的形式再现。例如,一个人头脑中形成了关于青蛙的表象后,就可以在田野里找到与自己头脑中表象一致的青蛙。这就是说,表象可以物化,被人感知。由于我们接触过多种多样的青蛙,当我们想起青蛙时,即头脑中产生表象时,是脱离客体的具体外观的,一种抽象的表象,不是某一特定的青蛙,而是经头脑概括了的具有一般外部特征的青蛙,有一定的抽象性。也就是说,形象思维中所运用的形象和感性认识中人们感知到的形象是不一样的,它已不是客观事物在人们头脑中的直接反映出来的形象而只经过加工改造后概括出的形象。形象思维是指在不出现实物或行为结果的情况下,在头脑中形成某种形象,凭借形象间接地反映事物之间的联系和关系,从而揭示事物的本质和发展规律。它是人们在学习和科研中经常采用的一种思维方法。
抽象思维是以概念为支柱进行的思维活动,形象思维是以具体形象为支柱来思考和表述的思维活动,这个形象具有典型性和概括性。二者都是从感性认识的基础上开始的,虽继续前进的途径、性态不同,但同属理性认识,都可以认识事物的本质。脑科学研究成果表明,大脑右半球主要从事形象思维,左半球主要从事抽象思维,两种思维方式是互补的。
2 生物学教学中的形象思维
思维必须有物质基础,没有物质做载体的思维是不存在的。生物教学中形象思维的物质载体主要包括各种各样的直观的生物图、图表、标本、模型等等。
理性认识的目的是要探索事物的本质,因此,这种认识不能停留在个别事物的现象上,而需用概括的方法把握同类事物的共同特征。如果说抽象思维主要是用概念进行概括的话,那么形象思维主要是用典型形象或概括性的形象来完成这一认识使命的。例如,在动物学教学中,常常是从代表动物开始认识其某一类动物的,这一类动物常是一个“科”,一个“目”甚至是一“纲’或一“门”。植物教学中,根、茎、叶的形态、结构也非指某种具体植物,常是一类植物的形态、结构的高度概括。
学生在高中阶段抽象思维已有相当程度的发展,但对于认识生命本质还有相当的困难,还须借助形象思维。比如,生物基因对形状的控制是通过DNA控制蛋白质合成来实现的,一定结构的DNA,可以控制合成相应结构的蛋白质。但是遗传信息不能由DNA直接传递给蛋白质,因为DNA主要在细胞核中而蛋白质合成是在细胞质里进行的。那么这里就有DNA所带遗传信息的“转录”(mRNA的合成),mRNA出细胞核、与核糖体的结合、氨基酸的转运、遗传信息的“翻译”等一系列问题,还涉及到“碱基配对法则”与“遗传密码”等问题,这样一个复杂的问题单靠抽象思维去认识是不可能完成的,教材采用“蛋白质合成示意图”,将这样一个抽象的原理十分形象的展现在学生面前,一目了然地从整体上把握住这个问题的本质与关键。
3 在生物学教学中,要促进形象思维的发展
形象思维对于研究生命现象,认识生命活动规律、认识生物界的作用是相当重要的,是生物学习中不可缺少的思维方式,那么在生物学教学中,就要努力促进学生形象思维的发展。
(1)丰富表象的储备
表象是保存在人脑中客观事物的形象。人脑对已有的表象进行加工改造,创造出新形象的过程就是形象思维,要深入地认识生物界,必须丰富学生的表象储备。
在生物学教学中,一方面应鼓励学生广泛地接触社会,丰富生活,比如参观动物园、植物园,观看有关的展览,积极开展课外科技活动,观看电影电视等等,增加学生的表象储备量,提高已有表象的质量,为今后学习打下基础。更重要、更有效的一方面是在教学中加强直观教学手段。
目前生物学中,直观教学的手段是复杂多样的,它跟生物界的复杂性相适应,也跟教学规律相适应。直观教学手段主要可分为两大类:一是直接的直观,它是学生学习研究的对象和现象,如活的生物体、组织、器官。另一类是间接的直观,它是学习对象的“代表”。如,为说明生物构造和生理知识而制作的模型和绘制的挂图、板图、电教手段等等。
在教学中,结合教材应尽量演示活的动物、植物或它们的器官,使学生观察它们的形态、结构和某些器官的可见功能。否则,学生不可能获得真实的感性认识,不可能在头脑中建立鲜明、完整、稳定的生物表象,要得出正确的概念和结论也就比较困难。
挂图和模型目前是生物学教学中应用最普遍的传统直观教具。挂图是按照教学内容的深度和重点难点,依据学生感知的一般规律,在保证科学性、思想性和教学性的基础上,加以必要的艺术加工而绘制成的。在教学中能帮助学生迅速而正确地观察生物体的形态和结构,更好地理解生理功能的知识及生物界各方面的关系。比如,一副食肉目动物的挂图,不仅能同时把家猫、狼、虎、豹等代表动物反映出来,而且还能将该目动物的门齿小,犬齿强大锐利,指、趾端常具利爪等特征同时反映出来,使学生一目了然地看清和认识共同特点。又如,植物细胞分化示意图,能把经过分裂产生新细胞跟各种不同组织的关系形象地表达出来。所以说,生物挂图也是生物学科的形象语言,它和文字同样具有独特的表达作用,生物挂图本身不但是形象思维的产物,也是形象思维赖以进行的重要的表述工具。
生物模型是根据各类生物的解剖,经过适合教学艺术的加工,用各种材料制成的能真实地反映生物或某器官、组织特点的模型,它能帮助学生迅速而清楚地看清生物体及器官组织的形态、结构,认识生命活动过程及原理,了解个体发育或系统发育过程。
当然,除上述二类直观手段外,还有语言文字的直观,即用语言唤起学生对生物的回忆,用形象化的语言形容新的对象。
各种各样的直观手段,都可以起到丰富学生表象储备作用。教学中,直观教具运用的合理、正确,就能形成一定数量和质量的表象储备,而它正是进行丰富生动地想象的基础。同样学习细胞的结构,大学生和中学生想象出的形象,在质量上是不相同的;表象缺乏的学生,不可能有丰富的想象。
(2)运用生物图表,培养学生形象思维能力
生物教材中有很多知识都可用图表表述出来。这种将文字信号转化为图象信号的过程可以有效地培养学生进行形象思维,还可以激起学生的抽象思维。
生物学教材中,很多复杂的知识,如生理知识、生态知识都可以采用示意图的形式表示出来。这种图要抓住重点、突出特点,醒目地表示某一知识点。如教材中反射弧概念、血液循环途径、气体交换、物质代谢等等知识,都可以采用略图表示。生物界是错综复杂的,有些知识是难以用语言表述清楚的,如果采用具有联系的略图,就可以反映出其中的复杂关系。比如温带草原生态系统食物网简图、生态系统能量流动图解、碳循环、光合作用示意图等等,都能表明其中逻辑关系,使学生完整地把握问题。
目前,在生物学教学实践中,不少教师不仅要求学生运用课本上的图表,还指导学生自己编制图表,收效是明显的,需要予以肯定。例如高等动物气体交换过程略图、光合作用和呼吸作用的比较、有丝分裂和减数分裂的比较等等。一些教师对遗传变异的知识,以“基因”为主线,将知识有机地串起来,进而连成网络,对于突破高中教材的重点和难点起到事半功倍的作用。
对于生物学教学中一些枯燥的数据,也可采取不同形式的图表来表示,不但形象、醒目,而且有利学生理解数字中的涵义。
单靠语言文字描述生命现象,学生获得的印象必然是模糊的、抽象的,会导致死记硬背。合理正确地动用生物教材中现有的图表,引导学生科学地编制生物图表,将大量的生物知识在一张图表上反映出来,这对于从整体上认识生物界的有机联系,分析生物学中理性知识,具有“纲举目张”的作用。正像数学家斯蒂恩所说;“如果一个特定的问题转化为图形,那么思想就整体地把握了问题,并且能创造性地思索问题的解法。”
(3)运用想象,促进形象思维的发展
形象思维是由形象——表象——新的形象三部分组成的反映系统,由形象——表象这是认识的感性阶段,由表象——新的形象这是认识的理性阶段,这个阶段需要对记忆中的表象重新组合、改造,形成新的形象,主要是通过想象来完成的,所以想象是形象思维中的一个主要因素,想象的过程就是形象思维的过程,想象的结果就是形象思维的结果。教学中学生想象力的发展,必然能促进形象思维的发展。
生物学的发展与物理、化学的研究息息相关,随着实验手段的日新月异、生物学的研究兼向微观和宏观两方面发展。微观方面的研究已发展到分子水平,宏观方面涉及到整个生物圈。微观之小、宏观之大,其中的奥妙与复杂学生是不可能亲自感受的,必须借助想象,在想象中建立相应的形象。比如学习了细胞学知识,细胞膜的化学成分、形态、结构;各细胞器的形态、结构、功能、相互之间的关系;细胞核中遗传物质、核膜;细胞分裂过程中染色体的动态变化等等,它们之间是有机地联系起来,互相协调组成统一体。如果没有丰富的想象,要在学生头脑中建立“细胞是生物结构和功能的基本单位”的概念是不可能的。
生物学中,有些规律是不可直接观察的。比如分离规律。须借助性状的分离去认识它,如果头脑中有建立起“减数分裂等位基因随同源染色体的分开而分离”的想象形象,那就无法理解分离规律的实质。所以在学生头脑中建立丰富而清晰的形象是想象的前提。
想象是常用的形象思维的方法,想象的发展还可以培养学生创造性思维。由于各人的经历及知识结构的差别,大脑中表象的量和质的不同,对于同一生物知识的想象也是因人而异的。这就决定了想象具有一定的自由度,具有创造性,所以想象也是一种创造性思维。
形象思维和抽象思维都是不可缺少的思维手段,以前对形象思维研究较少,结合生物学教学,开展思维科学研究,培养学生形象思维能力,发展学生智力,也是素质教育的一个重要方面。